粤沪版物理八年级上册 5.2 探究物质的密度 复习课件(共37张PPT)

(共37张PPT)
第五章 我们周围的物质
5.2 探究物质的密度
探究物体的质量与体积的关系
实验器材 天平、量筒、水、刻度尺、三个体积不同的长方体木块、三个体积不同的长方体铁块
进行实验 （1）先将天平放在水平实验台上，调节好天平；
（2）取形状规则、体积不同的三块木块，用天平称出它们的质量，用刻度尺测量出它们的长、宽、高并算出它们的体积，计算质量与对应体积的比值，并填入下表；
（3）取形状规则、体积不同的三块铁块，用天平称出它们的质量，用刻度尺测量出它们的长、宽、高并算出它们的体积，计算质量与对应体积的比值，并填入下表
不同物质，体积大的质量不一定大.
实验记录 研究对象 质量m/g 体积V/cm3 质量与体积的
比值 /(kg/m3)
木块1 6 10 0.6×103
木块2 12 20 0.6×103
木块2 18 30 0.6×103
铁块1 79 10 7.9×103
铁块2 158 20 7.9×103
铁块3 237 30 7.9×103
例1 如图5-2-1所示是某同学在完成“探究木块的质量和体积的关系”的实验后，绘制的木块质量和体积的关系图像，请你根据图像分析：
（1）木块的体积为2 cm3时，其质量为 ____ g；木块的体积为4 cm3其质量为_______g；木块的体积为6 cm3时，其质量为______g.
（2）由此可见：同一种物质的质量与体积成______关系，或者说，同一种物质的质量与体积的比值是________.
图5-2-1
1
2
3
正比
相同的
解析：（1）由题图知，当木块的体积为2 cm3时，其质量为1 g；当木块的体积为4 cm3时，其质量为2 g；当木块的体积为6 cm3时，其质量为3 g.（2）由题图知，质量-体积图像是一条倾斜的直线，说明质量与体积是成正比的.
答案：（1）1 2 3 （2）正比 相同的
质量与体积的比值是物质的一种特性,它不随质量、体积、位置的变化而变化.同一种物质的质量与体积的关系图像是一条过原点的倾斜直线.
密度
内容 举例和说明
定义 物理学中，把某种物质的质量与体积的比值，叫作这种物质的密度 度是物质的一种特性，它与物质的种类、状态等有关，与由该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态等无关
物理意义
表示单位体积的某种物质的质量 质量与体积的比值就是单位体积的质量，所以某种物质的密度大小就等于该物质单位体积的质量.例如，水的密度为1×103 kg/m3，其含义是1 m3水的质量是1×103 kg
知识解读 （1）每种物质都有确定的密度，即在一定的状态
下，某种特定物质的密度是一定的，与其质量和体积无关（不考虑温度的影响）.例如对于铝制品来说，不论体积多大、质量多大，单位体积的铝的质量是不变的.
（2）不同的物质，其密度一般不同，通常情况下，质量与体积比值大的物质密度大，质量与体积比值小的物质密度小.
（3）物质的密度与物质所处的状态和温度有关，状态和温度发生变化，密度一般也变化,通常情况下，同种物质组成的物体，固态时密度最大，液态时次之，气态时最小，但水例外，水固态时比液态时密度小
方法技巧：
比值定义法是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法.比如物质的密度.一般地，比值定义法的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的基本物理量的变化而改变，如确定的某种物质的密度就不随质量、体积的变化而变化.
例2 有根均匀的铝棒，若锯掉四分之一，则剩下四分之三铝棒的密度是 （ ）
A.原来密度的四倍 B.原来密度的四分之一
C.原来密度的四分之三 D.与原来密度相同
解析：密度是物质的一种特性，它与物质的种类和状态有关，与物质的质量和体积无关，所以铝棒锯掉 后，剩下的 铝棒的密度不变，故A、B、C错误，D正确.
答案：D
解答本题的关键是掌握密度是物质的特性；同种物质的密度相同，不同物质的密度一般不同；物质的密度与物质的质量和体积无关.
内容 举例或说明
公式
ρ= ，m表示物质的质量，
V表示物质的体积，ρ表示物质的密度 同种物质，在一定状态下，密度是一个定值；当质量（体积）增大几倍时，其体积（质量）也随着增大几倍，其比值不变
单位 千克/立方米（kg/m3）；
克/立方厘米（g/cm3） 1 g/cm3=1×103 kg/m3
常用密度 ρ水=1×103 kg/m3；通常情况下，ρ固>ρ液>ρ气，但ρ水银>ρ铜>ρ铁 不同物质的密度一般不同，但冰和蜡的密度相同，煤油和酒精的密度相同
密度的公式及其单位
知识解读 （1）同种物质组成的物体，在一定状态下，体积大的质量也大，物体的质量跟它的体积成正比，即当ρ一定时，
（2）不同物质组成的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比，即当V一定时，
（3）不同物质组成的物体，在质量相同的情况下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比，即当m一定时，
应用密度公式解题时应注意以下几点：
①ρ、m、V三量的同一性，即ρ、m、V是同一物体的三个物理量.②ρ、m、V单位的统一性，即若m用kg做单位，V用m3做单位，这时ρ的单位为 kg/m3；若m用 g做单位，V用cm3做单位，这时ρ的单位为g/cm3.③ρ、m、V三量的同时性，即ρ、m、V是对应同一时间或同一状态的三个物理量.
例3 某金属块的质量为158 g，体积为20 cm3，则这种金属的密度为______g/cm3，合_________kg/m3；若将它截去一半，则剩余部分的密
度为_____________.
解析：这种金属的密度ρ= = =7.9g/cm3=7.9×103kg/m3.密度是物质本身的一种特性，与物质组成物体的体积和质量的大小无关，如果将它截去一半，剩余部分的密度仍为7.9×103 kg/m3.
答案：7.9 7.9×103 7.9×103 kg/m3
7.9×103 kg/m3
7.9×103
7.9
已知质量和体积，利用密度公式ρ= 即可求得金属的密度；同一种物质在同一状态下，密度是一个定值，不随物质组成物体的形状、质量、位置的改变而改变
不能正确理解密度的公式
C
例4 关于密度的公式ρ= ，下列说法正确的是（ ）
A.ρ与m成正比
B.ρ与V成反比
C.对于同一种物质而言，m与V成正比
D.以上说法均正确
解析：密度是物质的一种特性，它只跟物质本身有关，而跟它组成的物体的大小（m大小,V大小）无关，因为同一种物质，当它的体积扩大为原来的n倍时，其质量也变为原来的n倍；当它的体积变为原来的 时，其质量也变为原来的 ，即密度是恒定的.故选C.
答案：C
错解：A或B
注意：出现错选的原因是单纯地从数学角度分析公式，而忽略了密度的物理意义，密度是物质本身的一种特性，其大小与物质的种类、状态有关，而与物质的质量、体积无关，对于同一种物质来说，ρ是确定的，不存在与m成正比，与V成反比的关系.
认为物质的密度只与种类有关
例5 对一个铁球进行加热，铁球的体积膨胀变大，则铁球的密度（ ）
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定
解析：将一个铁球进行加热，在此过程中铁球的质量不变，由于受热膨胀，铁球的体积会变大,根据公式 可知，铁球的密度会变小.故选B.
答案：B
B
错解：C
注意：这是错误理解“密度是物质的一种特性”这句话造成的，片面认为只要物质的种类没变，物质的密度就一定不发生改变.
题型一 探究物体的质量与质量体积的关系
例6 小明在“探究物体的质量与体积的关系”实验中：
（1）在称物体的质量之前，应将天平放在水平工作台上，并_____________________________；若发现指针偏向分度盘中央红线左侧，此时应该把平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节，才能使天平平衡，待指针指在分度盘中央红线上即可进行称量.当把物体放到天平左盘时，右盘中的砝码和游码所处的位置如图5-2-2甲所示，天平平衡，请你将数据记录在下表空格内.
右
将游码移到标尺左端零刻线处
（2）将该物体放到盛有70 mL水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，将物体的体积记录在下表空格内.
甲
已
丙
图5-2-2
14
10
甲
已
丙
图5-2-2
（3）小明又继续测量了3个同种物质组成的物体的质量和体积，并将数据记录在下表中，请你根据表中的数据在图丙的坐标纸上描点，作出图像，观察图像和表格中的数据你得出的结论是：_______________________________________________________
如图5-2-3所示同一种物质组成的物体，其质量与体积成正比
图5-2-3
解析：（1）把托盘天平放在水平工作台上，在天平横梁平衡之前，要将游码移到标尺左端的零刻线处；指针指向分度盘中央红线的左侧，则要向右移动平衡螺母.由题图甲可知，砝码的质量为10 g，标尺的分度值是0.2 g,游码指示的质量值为4 g，所以物体的质量为14 g.（2）根据题图乙中水面的位置，可以确定此时量筒中水和物体的总体积为80 cm3，水的体积为70 cm3，所以物体的体积为80 cm3-70 cm3=10 cm3.（3）根据画出的质量随体积变化而变化的图像可知，它是一条倾斜的直线，所以同一种物质组成的物体，其质量与体积的比值是一个定值.
题型二 密度的简单计算
例7 我国古典名著《西游记》中，齐天大圣孙悟空用来降妖除魔的如意金箍棒是东海中的“定海神针”，书中写道“该棒长两丈多，斗来粗，有13 500斤（6 750 kg）”，金箍棒的体积约合0.86 m3.求：
（1）如意金箍棒的密度；（用科学计数法表示，小数点后保留两位小数）
（2）在电视拍摄时，若用一种树脂材料制作一根与书中所写大小相同的实心金箍棒道具，需这种材料多少千克？（树脂材料的密度为0.9×103 kg/m3）
解析：（1）如意金箍棒的密度
≈7.85×103 kg/m3；
（2）由题意可知，所要制作的道具与书中所写金箍棒的大小相同，即体积相同，由 可知，需要树脂材料的质量m′=ρ′V=0.9×103 kg/m3×0.86 m3=774 kg.
答案：（1）7.85×103 kg/m3 （2）774 kg
题型三 利用图像解决有关密度，质量和体积的问题
例8 如图5-2-4所示是A、B、C三种物质的质量m与体积V的关系图像，由图可知，A、B、C三种物质的密度ρA、 ρB、 ρC和水的密度ρ水之间的大小关系是 （ ）
A.ρA＞ρB＞ρC，且ρA＞ρ水
B.ρA＞ρB＞ρC，且ρC＞ρ水
C.ρA＜ρB＜ρC，且ρA＞ρ水
D.ρA＜ρB＜ρC，且ρC＞ρ水
图5-2-4
A
解析：由图像知，VB＝4 cm3时，mB=4 g,根据密度公
式 知，ρB＝ =1 g/cm3，即ρB=ρ水；由图像知，当A、B的质量均为4 g时， VA ＜ VB ，由 可知，ρA＞ρB；由图像知，当B、C的体积均为4 cm3时，mB＞mC，由 可知，ρC＜ρB，故三者密度的关系为ρA＞ρB＞ρC，且ρA＞ρ水、ρC<ρ水.故选A.
答案：A
例9 如图5-2-5所示，底面积相等的甲、乙、丙三个容器，装有质量相等、液面刚好相平的A、B、C三种液体，则液体密度的大小关系正确的是 （ ）
A. ρA最大 B.ρB最大
C. ρC最大 D.ρA=ρB=ρC
图5-2-5
解析：由题知三个容器的底面积相等，液面刚好相平，则三种液体的体积关系为VA＞VB＞VC，因为 ，三种液体的质量相同，所以三种液体密度的大小关系为ρA＜ρB＜ρC，即ρC最大.故选C.
答案：C
解读中考：
本节学习的重点是探究物体的质量与体积的关系，对密度的理解，密度公式的理解，密度公式的应用，同时这也是中考考查的热点，题型主要有选择题、填空题和计算题.
考点一 密度及其特性
例10 （山东滨州中考）甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系如图5-2-6所示.ρ甲、 ρ乙、 ρ丙、 ρ水分别代表甲、乙、丙三种物质和水的密度，据图可知 （ ）
A.ρ甲＞ρ乙＞ρ丙，且ρ丙＞ρ水
B.ρ甲＞ρ乙＞ρ丙，且ρ丙＜ρ水
C.ρ丙＞ρ乙＞ρ甲，且ρ丙=ρ水
D.ρ乙＞ρ甲＞ρ丙，且ρ丙＞ρ水
图5-2-6
B
解析：由图像可知，当甲、乙、丙三种物质的体积相等时，它们的质量关系为m甲＞m乙＞m丙，由 可知， ρ甲＞ρ乙＞ρ丙，故C、D错误；当m乙=10 g时，V乙=10 cm3，则ρ乙= =1.0g/cm3=ρ水，所以
ρ丙＜ρ水，故A错误，B正确.
答案：B
考点二 密度的计算
例11 （四川南充中考）已知一个空瓶子装满水后的总质量为300 g，在装满水的瓶子中放入一个小石块，溢出水后其总质量为320 g，取出小石块后，剩余的水和瓶子的总质量为290 g（不计取出小石块的过程中带走的水）.则小石块的质量为______ g，小石块的密度为_____ g/cm3.（ρ水=1.0×103 kg/m3）
解析：小石块的质量m=m溢总-m剩=320 g-290 g=30 g，小石块排开水的质量m水=m总-m剩=300 g-290 g=10 g，由 可知，小石块的体积V=V水= =10 cm3，小石块的密度 .
答案：30 3
30
3
核心素养
例12 如图5-2-7所示，目前世界上最“轻”的材料是由我国科学家造出的“全碳气凝胶”，即使把它压在狗尾草上也不会压弯狗尾草的毛尖，这种材料的密度为0.16 kg/m3.“轻”仅是这种材料众多特点之一，“全碳气凝胶”还是迄今已报道的吸油能力最强的材料，它最多能吸收自身质量900倍的有机溶剂——例如原油，可用于处理海上的漏油事故，原油的密度为0.9×103 kg/m3.请你计算：
图5-2-7
（1）一块100 cm3的“全碳气凝胶”的质量；
（2）100 cm3的“全碳气凝胶”最多能吸收原油的体积.
解析：（1）“全碳气凝胶”的密度为0.16 kg/m3=0.16×10-3 g/cm3，由 知，100 cm3“全碳气凝胶”的质量m=ρV=0.16×10-3 g/cm3×100 cm3=0.016 g.（2）0.016 g“全碳气凝胶”可吸收原油的质量m′=900×0.016 g=14.4 g，原油的密度ρ′=0.9×103 kg/m3=0.9 g/cm3，原油的体积 V′= =16 cm3.
答案：（1）0.016 g（2）16 cm3